Способ получения отбеливателя на основе гипохлорита кальция

 

Использование; в химической, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности . При получении хлорирующие газы в присутствии кзрналлитовой пыли предварительно контактируют с щелочными растворами , содержащими: 20-60 г/л МазСОз и 80-150 г/л NaCf или 30-60 г/л Ca(OH)z; 50- 90 г/л NaCI и 10-30 г/л NaOH или 30-80 г/л CaCIa и 30-70 г/л Ca(QH )a, а затем хлорируют известковое молоко с последующим осветлением полученной гипохлоритной пульпы. Полученные растворы вводят в гипохлоритную пульпу до или после ее осветления . Раствор, содержащий 20-60 г/л Ма2СОз и 80-150 г/л NaCI, после хлорирования подвергают каустификации, а раствор, содержащий 30-80 г/л CaCte и 30-70 г/л (Са{ОН)2, после хлорирования направляют на получение хлористого кальция. Повышается стабильность раствора в 2 раза, морозостойкость в 2 раза, снижаются потери хлора. 1 з.п.ф-лы, 3 табл. &

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s С 01 В. 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

API ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K AWOPCXOVV С ИДЕТЕЛ CTBV (2 tj 4815288/26 (22) 17;04.90 (46) 30.05.92. Бюл. N. 20 (71) Соликамский магниевый завод Березниковского титано-магниевого комбината (72) З,Е.Мовсесов, Л.П.Седова, А.И.Каравыйный, Ю.A,Казанцев, В.С.Сунцов, В.М,Агапов, H.A.Màëüöåa, H.A.Ujóíäèêîå, В.С.Гриц)ко и АЯ.Шкумат (53) 661.431/433(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ь 1493613:, кл. С 01 811/06, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТБЕЛИВАТЕЛЯ HA ОСНОВЕ ГИПОХЛОРИТА КАЛЬЦИЯ (57) Использование: в химической, целлюлозно-бумажной и текстильной вромы(1)ленности. При получении хлорирующие газы в присутствии карналлитовой пыли предвариИзобретение относится к производст.ву окислительно-отбеливающих веществ, применяемых в химической, целлюлознобумажной и текстильной:отраслях промы(тленности.

Для производства отбеливателя на основе гипохлорита кальция характерны серьезные технологические трудности. К ним относится прежде всего склонность гипохлорита кальцйя к саморазложению, что приводит к потере активного хлора. Наличие в гипохлорите значительного количества хлористого кальция ухудшает качество пульпы (и отбеливэтеля), а также усложняет процесс ее осветления. тельно контактируют с щелочными растворами. содержащими: 20-60 г/л йа2СОз и

80-150 г/л йаО или 30-60 г/л Са(ОН)2; 50—

90 г/л Na CI и 10 — 30 г/л йаОН или 30-80 г/л

СаС12 и 30-70 г/л Са{ОН )z, а затем хлорируют известковое молоко с последующим осветлением полученной гипохлоритной пульпы. Полученные растворы вводят в гипохлоритную пульпу до или после ее осветления. Раствор, содержащий 20-60 г/и йа СОэ и 80-150 г/л NaCI, после хлорирования подвергают каустификации, а раствор, содержащий 30 — 80 г/л CaCIz и 30-70 г/л(Са(ОН)2, после хлорирования направляют на получение хлористого кальция. Повышается стабильность раствора в 2 раза, морозостойкость s 2 раза, снижаются потери хлора. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

«4

Наиболее близким к изобретению явля- (д) ется способ получения отбеливателя на ос- 0 нове гипохлорита кальция, включающий сО хлорирование щелочного раствора — известкового молока хлорирующим газом, В качестве хлорирующего газа используют отходящие газы производства магния в присутствии карналлитовой пыли, подаваемые в определенном объемном соотношении.

Полученная гипохлоритная пульпа разбааляется водой, а затем осветляется.

Однако, состав полученного гипохлорита кальция включается в качестве солевого фона в основном хлористый кальций, снижающий стабильность (стойкость) отбеливателя и увеличивающий вязкость

1736918

30

40 гипохлоритной пульпы. При этом снижается. выход осветленного раствора, что приводит к необходимости разбавления пульпы водой и снижению концентрации активного хлора.

Источником значительного количества хлористого кальция в гипохлоритной пульпе является хлористый водород, присутствующий в хларсодержащих газах.

Цель изобретения — увеличение стабил ьности раствора. его мороэостойкости, снижение вязкости и потерь хлора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения отбеливателя на основе гипохлорита кальция, включающему хлорирование щелочных растворов хлорирующим газом с добавлением кзрналлитовой пыли, хлорировзние ведут сначала с использованием в качестве щелочных рзстворов избирательных здсорбентов для первой стадии хлорирования:

1 щелочной раствор. содержащий 20—

60 г/л Иа2СОз и 80-150 r/ë йаО или 30—

60 г/л Са(ОН) ;

И щелочной раствор, содержащий 5090 гlл NaCI, 10-30 r/ë NaOH или 30 — 80 г/л

CaC4, И! щелочной раствор, содержащий 30—

80 г/л СзС4, 30 — 70 гlл Са{ОН)р.

Выбор данных условий осуществления процесса обусловлен следующим, Хлорирование щелочных растворов отходящими газами магниевого производства, содержащими-хлор и хлористый водород, в виде стадии позволяет осуществить избиратель. ный процесс. Нз первой стадии идет поглощение хлористого водорода и частично хлора, Хлористый кальций и хлористый натрий препятствует поглощению хлора, Избирательное поглощение хлористого водорода способствует снижению содержания хлористого кальция при хлорировании щелочного раствора второй стадии, в качестве которого используют известковое молоко, Уменьшение содержания хлористого кальцию в гипохлоритной пульпе повышает выход и качество готового продукта — осветленного раствора гипохлорита кальция.

Условия переработки щелочных растворов 1, И и 1П, используемых в качестве избирательных адсорбентов, с целью их утилизации, близки между собой и заключаются в добавлении их к гипохлоритной пульЩелочной раствор I содержит 20-60 г/л йа2СОз и 80-150 г/л МаО или 30-60 г/л

Са(ОНд. Отработанный раствор после первой стадии, предварительно каустифицированный, вводят до или после осветления в полученную на второй стадии гипохлоритную пульпу в соотношении (1:0,25)-(1:0,5).

Раствор после первой стадии хлорирования подвергают каустификации с целью перевода остаточного. карбоната натрия в гидроксид натрия, что позволяет повысить рН в отработанном растворе с 8 до 10 — 11.

При этом при введении отработанного рас-. твора первой стадии хлорирования в гипохлоритную пульпу исключается понижение рН полученной смеси и разложение гипохлорита кальция. Это позволяет также обеспечить s дальнейшем стабильность раствора гипохлорита кальция и избежать его потерь.

При введении в гипохлоритную пульпу отработанного раствора в соотношении пульпы к раствору менее 1:0,25 образуется недостаточное количество хлористого натрия, его стабилизирующий эффект падает, а при соотношении более 1:0,5 образующийся хлористый натрий пересыщает раствор гипохлоритной пульпы и выступает,. как балласт, Применение раствора для первой стадии хлорирования с содержанием менее

20 г/л Иа2СОз вызывает частую его замену в результате быстрого срабатывания, а также опасность перехода в кислую среду с последующей дополнительной нейтрализацией. При содержании Иа2СОз более 60 г/л идет совместное поглощение хлора и хлорисТого водорода. Уменьшается избирательность поглощения хлористого водорода и при снижении. концентрации хлористого натрия в щелочном растворе первой стадии хлорирования менее 80 r/ë. С увеличением концентрации хлористого натрия более

150 г/л снижается растворимость и затрудняется процесс приготовления данного раствора.

Раствор, полученный на первой стадии хлорирования, предварительно каустифицируют известковым молоком:

ЮагСОз+ Са(ОН = 2NaOH + СаСОз

2NaOCI + Са(ОН)2 = Са(ОСф+ 2NaCI.

Образующийся гидроксид натрия при введении каустифицированного раствора после первой стадии хлорирования в гипохлоритную пульпу до или после ее осветления взаимодействует с хлористым кальцием:

2Na0H+ CaCIz = Са(ОС®+ 2NaCI.

8 итоге после смешения образуется пульпа, жидкая фаза котОрой содержит

СзО2, NaCI и Са(ОС®, а твердая фаза—

СаСОз и Сз(ОН)2, Замена части хлористого кальция нз хлористый натрий, а также присутствие в пульпе карбоната кальция повы1736918

10

25

50 шают скорость осветления пульпы и выход осветленного раствора, Щелочной раствор 11 (50 — 90 г/л NaCI;

10 — 30 г/л NaÎH или 30 — 80 г/л СаС1 ) получают иэ раствора I после его каустификации известковым молоком, содержащим 60-120 г/л Са(ОН)2. На первой стадии хлорирования раствор II срабатывается до остаточной щелочности 10 — 20 г/л Ca(ÎH)z, при этом идут следующие основные реакции:

NaOH+ HG = NaCI+ Н20, Ca(OH)z+ 2НС1 = СаС1г+ 2HzO.

Избирательное поглощение хлористого водорода обеспечивается исходной концентрацией хлористого натрия и насыщением раствора хлористым кальцием в ходе абсорбции хлористого водорода. После первой стадии хлорирования пульпа содержит, кроме того, хлористый кальций, г/л NaCI 60120; СаС12 20-40; Ca(OH)z 10-20, а также

1-5 r/ë Ca(OCI)z. рН полученной пульпы близко к 11,0, она не требует классификации и может смешиваться с гипохлоритной пульпой,,получаемой на второй стадии хлорирования в тех же соотношениях, что и отработанный раствор 1. При использовании известкового молока в качестве щелочной добавки отпадает необходимость корректировки раствора I содой.

Щелочной раствор III представляет собой смесь хлористого кальция и гидроксида кальция (30 — 80 г/л СаС1г и 30 — 70 г/л

Ca(0H)z).

После первой стадии хлорирования раствора III в нем оставляют 10-20 г/л Ca(OH)z.

Полученная пульпа содержит 50-130 г/л

СаС12, 10-20 г/л Ca(OH)z и 1-5 г!л Ca(OCI)z и может быть использована так.же, как отработанные растворы 1 и И, или же перера-. ботана на товарный хлористый кальций.

По .сравнению с прототипом предложенное техническое решение имеет следующие отличительные признаки: хлорирование ведут s две стадии; щелоч ные растворы первЬй стадии содержат:

1 20 — 60 г/л NazCOg и 80-150 г/л NaCI или 30 — 60 г/л Ca(OH)z

Н 50-90 r/л NaCl, 10-30 г/л NaOH или

30-80 г/л CaClz.

IlI 30-80 г/л СаС12 и 30-70 г/л Ca(OH)z.

Предварительно квустифицированный раствор 1 после первой стадии хлорирования вводят до или после осветления s полученную на второй стадии гипохлоритную пульпу в соотношении (1:(0,25 — 0,5), Отрабо- 5 танные растворы II и II! вводят в том же соотношении в гипохлоритную пульпу без предварительной их каустификации. Отработанный раствор IИ может быть переработан отдельно в товарный продукт — хлористый кальций.

Благодаря проведению хлорирования в две стадии и избирательному поглощению хлористого водорода на первой стадии хлорирования резко снижается концентрация хлористого кальция в гипохлоритной пульпе, снижается ее вязкость и повышается скорость осветления; В результате концентрация активного хлора в отбепивателе увеличивается на 157ь. Снижению концентрации хлористого кальция в товарном гипохлорите способствует также отсутствие вторичных реакций. разложения гипо15 хлорита кальция на второй стадии хлорирования.

В связи с этим потери хлора после второй стадии хлорирования уменьшаются на 30 $.

Способ осуществляют следующим образом.

Для получения отбеливателя на основе гипохлорита кальция ведут хлорирование щелочных растворов хлорирующими газами, содержащими карналлитовую пыль, например отходящими газами магниевого производства. В качестве щелочного раствора I, например, используют отработанный содовый раствор с второй ступени водной содовой газоочистки передела первой стадии обезвоживания карналлита, который при необходимости корректируется по содержанию йа2СОэ. Хлорирование осуществляют следующим образом, Подвергается хлорированию щелочной раствор, который содержит, г/л: NazCOa 20-60; йаС1

80 — 150, Этот раствор избирательно поглощает основное количество хлористого водорода, а также часть хлора. Затем происходит поглощение хлора и оставшейся части хлористого водорода известковым молоком.

Раствор, полученный при хлорировании, подвергают каустификации, Каустификацию осуществляют окисью кальция: или известковым молоком, для чего в раствор при хлорировании вводят с небольшим избытком окись. кальция для перевода карбоната натрия в его гидроксид. Это позволяет повысить щелочность раствора и исключить потери активного хлора..

Полученный раствор вводят в гипохлоритную пульпу до или после осветления. Осветление осуществляют методом отстоя, Полученная осветленная часть пульпы после декантации представляет собой товарный продукт — отбеливатель;

Проведена серия промышленных и лабораторных опытов но осуществлению способа получения отбеливателя на основе гипохлорита кальция С различным соотйо4

1736918

30 или СаС1г 30-80; 40

55 шением объема гипохлоритной пульпы к объему раствора, полученного при хлорировании, Определялось содержание основных компонентов в осветленном растворе, его свойства.

Результаты опытных данных представлены в табл.1 и 2. .При отношении объема гипохлоритной пульпы к объему раствора, полученного после хлорирования, в пределах (1:0,25)(1:0,50) повышается скорость осветления, которая составляет 18,6; 21,0; 19,0 10 м/с, а также выход товарного раствора отбеливателя, который составляет 76, 80 и 73% (примеры 3-5 табл.1). Для этих соотношений объема гипохлоритной пульпы к объему раствора, полученного после nepsoA стадии хлорирования, характерны улучшенные показатели стойкости (стабильности) осветленного раствора, вязкости пульпы перед осветлением, мороэостойкости (табл.1). Это свидетельствует о.том, что .заявляемые пределы отношения обьема гипохлоритной пульпы к объему раствора, полученного после первой стадии хлорирования, подвергнутого предварительной каустификации, являются оптимальными.

В табл.2 приведены показатели, характериэующие извлечение хлора и хлористого водорода при первом хлорировании и,извлечение хлора из газов в товарный продукт в зависимости от содержания основных компонентов исходного щелочного раствора первой стадии хлорирования.

При содержании в щелочном растворе следующих концентраций компонентов: раствор 1, г/n: йа2СОэ 20 — 60; NaO 80150 или Са(ОН)2 30-60; раствор И, г/л: йаС1 50-90 и NaOH 10раствор Ш, г/л: СаС12 30-80 и Са(ОН)2

30-70, достигается наилучшее избирательное поглощение хлористого водорода, его извле.чение при первом хлорировании составляет

87-95% мас,%, а извлечение хлора иэ газов в товарный продукт достигается 43 — 51 (примеры 2-4).

При содержании основных компонентов щелочного раствора ниже заявляемых пределов значительно снижается извлечение хлористого водорода при первом хлорировании до 78 мас.%, а также извлечение хлора из газов в товарный продукт до 42%, Если щелочной раствор первой стадии хлорирования содержит.

Ма2СОз > 60 г/л или йаС1 < 80 г/л

Са(ОН) > 60 г/л, NaO < 50 г/л и NaOH > 30 г/л

Са(ОН)2 > 70 г/л и СаС1г < 30 г/л, 5

25 то это влечет нарушение избирательности поглощения, что приводит к потерям активного хлора в товарном продукте.

При использовании на первой стадии хлорирования щелочных растворов, соответствующих составам I, II и И1, и при введении отработанных растворов в полученную гипохлоритную пульпу: повышается стабильность осветленного раствора (потери активного хлора уменьшаются на 5 — 10%); уменьшаются потери хлора после второй стадии хлорирования íà 3U+; повышается извлечение хлора в конечный продукт на

10-15% по сравнению с существующей технологией; выход товарного продукта возрастет на 15 — 20%; снижаются выбросы хлора в окружающую среду.

Для лучшего представления о выполнении способа получения отбеливателя на основе гипохлорита кальция представлена схема осуществления предлагаемого способа в непрерывном режиме.

Из приведенной схемы ясно, что отработанный раствор, полученный на первой стадии хлорирования может вводиться как до, так и после (на схеме показано пунктирной линией) осветления гипохлоритной пульпы.

Состав хлорирующего газа после хлорирования показывает резкое снижение в нем (с 3,0 до 0,1 мг/л) концентрации хлористого водорода, что свидетельствует об избирательной поглотительной способности предлагаемых растворов, Влияние заявленного соотношения (1:(О;25-0,5) между гипохлоритной пульпой и растворов хлорирования нв свойства отбеливателя полностью отражено в табл.3 ° так как в ней приведены основные показатели качества отбеливателя; потери активного хлора и наличие твердой фазы, характеризующие стойкостью (стабильность) осветленного раствора; морозостойкость; вязкость, Повышение качества отбеливателя можно охарактеризовать также степенью отбелки.

В табл.3 приведены данные, подтверждающие влияние состава каждого щелочного раствора на степень отбелки (%).

Формула изобретения

1, Способ получения отбеливателя на основе гипохлорита кальция, включающий хлорирование известкового молока хлорирующим газом в присутствии карналлитовой пыли и осветление полученной гипохлоритной пульпы, о т л,и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения стабильности раствора, его мороэостойкости, снижению

1736918 10 растворы после контактирования вводят в гипохлоритную пульпу в объемном соотношении 1:0,25-0,5 до или после ее осветления.

2, Способ по пЛ, отличающийся

5 тем, что раствор, содержащий 20-60 г/л

NazCOa и 80-150 г/л ИаС1 после контактирования подвергают каустификации. потерь хлора, хлорирующие газы предварительно контактируют с щелочными растворами, содержащими, г/л;

Иа2СОз 20 — 60; NaCI 80-150 или Ca(OH)z

ЗО-60; йаС! 50-90; NaOH 10-30 или СаС12 ЗО80; Ca(OM)z 30-7О и

Отновенне объем гипохлорнтной пульпы к объеиу раствора, полу сенного после

1-й стадии хлорирования

Стойкость (стабиль ность) осветленного раствора (время кра пения l5 cyr) Содеркание основных компонен- Скорость

8яэкость пульпы перед осветлением, относительные единицы ло отноыенна к

° оде

8ыход товаоно го раст

° ора от белнвателя, \

Прн» мер, Ч

N!I растео ра осветпения и

10 $ м/с

ross осветленном растворе гипохпорнта кальция при использовании поглотительных растворо

I, II u III на первой стадии хлорирования, г/л

Температура на чала кристаллизации, "С

Выдели- Потери лось твер вктивног дой Фазы, хлора, г/п нас Л

NaC1 . CaCl Са(ОН) Ао прототипу

0,6-17 3 2,6-17 9 5,4-15,4 -4 -25 38-67 1,50"1,55

2 1 .0,15!

6,5

3 110,25

0,8

19,0

1;0,40

-10 -28 80

4,1

0,6

21,0

1,36

5 1:0,56

18,6 1,1 4,0

-12 -36 73 1,25

6 1;0,60

II

ИТ

12,5 2,1 6,2

-12 -30 50 1 ° 26

Таблица 2

Состав пульпы после nepeoto хлорирования г/л

Извлечение хлора мз газов ° товарный продукт, в расчете на актнамый хлор, 2

Извлечение хлора н хлористого воловод прн первом хпорнро ванин ° нас 2

Раст аор, N

Са (OC1) т

Иа СО, ЯаОС1 1 СаСI

Са(ОН) NaC1

NaC1 Na,CO NaOH

CaC1, Ca(OH), НСI СI

64

0,1

1,5

20 .

60 10

Z5 - 5

1>0

1,0

78 21

10

2,5

88

О,!

20

13

1 У

23

87 17

ЗО

10 3,0

I 100

И 72

ПI

38!

16

3а!

3 ° 3

30 $06

90 12

54

4,0 I0

4,2 51

4,7

17

34

117

95 8

95

110

5,0

80 .

И

111

5,3 40;5

5,7

Фь

430

1О0

20 I 1

40

Про тотнп

34,8

0,1, 7,5

3,0 6,1

25,0

12 ° 0

0,1

30,6

15,0

6,1

65,0

31,0

0,1

76,6

35,0

6,1

Содерванне основных компонентов исходного мелочного раствора первой стадии хлорирования, r/ë

100,6

94 ° 6

98,5

93,3

76,0

78,5

78,8

71,0

88,0

76,4

55,0

67,6

66,6

51 ° 0

69,0

65,6

40-5О

75,0

74,0

75,0

72,6

71,0

72,0

65,0

65,6

64,0 .

66,6

59,0

66,0

55,0.

57,0

56,0

119

0,1

20!

11О

0,1

247

0,l

Табли8

Морозостойкость

Температура полно замерзания, GC

1,5 " 7;3 -4 -25 49 1,40

4,5 -7 -27 76 1,35

1736918

12

Таблица 3

1736918

Хлорирующий газ (— 3,0 мг/л HCI; 70 мг/л CI2 ) Щелочной раствор:

20-60 г/л Лlа2С03 и 80-I50 г/л AlaCI или 30-60 г/л Са(ОН)2

I0-30 г/л Л аОН и 50-90 г/л ФaCI или 30-b0 г/л CaCI2, 30-80 г/л CaCI2, 30-70 г/л Са(ОН)2

Раствор гипохлорита кальция (товарный продукт) Н р цфц

Составитель Э. Мовсесов

Редактор М. Бандура Техред М.Моргентал - Корректор Э. Лончакова

Заказ 1866 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 г

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Отработанный щелочной

5-IÎ г/л jVa2C03, 95 или

5 IO г/л Са(ОН) 5-6 ц.д „дящрр

/а I Хлорирующий газ (О,Е мг/л HCI; 6,5 мг/л СЕ2)

Н ние

С Ценная часть гиоохло итной ль